專利名稱：用于產(chǎn)生蓄電池的方法和裝置以及蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分別如權(quán)利要求1和20的前序部分所述的、用于 制造蓄電池的方法和裝置。本發(fā)明還涉及由此制造的蓄電池。
背景技術(shù)：
蓄電池的活性部件(即儲存化學(xué)能的部分)包括成陰極和陽極形 式的電極，該陰極通常包括金屬氧化物，例如Pb02 、 Mn02 、 Ni( OOH )， 該陽極通常包括金屬，例如Pb、 Zn、 Cd。為了使用儲存的能量，還 需要與電極接觸的電解質(zhì)。這些電解質(zhì)通常為鹽或酸的水溶液。
在鉛蓄電池中，電解質(zhì)包括硫酸。在電極表面的反應(yīng)根據(jù)用于放 電的以下圖示來進(jìn)行
在陰極Pb02+4H++S042 +2e- = PbS04+2H20
在P曰極Pb+S042_=PbS04+2e-
在加載過程中，上述反應(yīng)反向。
硫酸離子是電極反應(yīng)的一部分，并在電極中形成硫酸鹽，該硫酸 鹽的量與從蓄電池取出的能量成比例。因此，蓄電池必須包括足夠量 的這種離子，且硫酸鹽的量至少等于計算要從蓄電池中取出的電能量。 通常有多余量的硫酸，這樣，電解質(zhì)在排出后將不僅包括水。
通過將特定容積和特定濃度的酸加入蓄電池中，可以保證足夠量 的硫酸根離子。硫酸的濃度通常確定為它的密度，在充電鉛蓄電池中 通常不高于1.30g/cm3。該密度對應(yīng)于每升電解質(zhì)520gH2SO4的濃度。 因為蓄電池單元的靜止電壓取決于酸的密度(根據(jù)公式)
v-0.84+密度
因此希望增加酸的濃度，并盡可能降低酸的容積，以便達(dá)到更好 的蓄電池性能。不過，這可能在充電過程中產(chǎn)生困難，因為硫酸鉛將 更難溶解。因此，在制造過程中最重要的是控制成使得具有足夠密度
的正確容積酸充裝至蓄電池中。
蓄電池可以為單極或雙極。在第一種情況中，最通常是在蓄電池 中的所有正電極都并聯(lián)連接，所有負(fù)電極也是這樣。在雙極蓄電池中 有多個電極，這些電極包括導(dǎo)電中間壁，且一側(cè)有正活性材料，另一 側(cè)有負(fù)活性材料。在各電極之間有分離器。所有電極都串聯(lián)連接。因 此，雙極蓄電池堆有很高電壓，而電極電池有較低電壓。單極電池通 ?？梢砸员入p極蓄電池高得多的電流來放電。
為了理解本發(fā)明，下面將總體介紹鉛蓄電池的所謂成形。 在電極被提供有包括鉛的鉛物質(zhì)、氧化鉛、水和硫酸，以及對于
負(fù)物質(zhì)也有一些添加劑例如BaS04、煙灰和所謂的膨脹劑(木粉或者 來自木頭的其它產(chǎn)品)之后，它們必須進(jìn)行成形。這意味著首先放電， 其中，在正物質(zhì)中的鉛部件電解氧化成Pb02 (二氧化鉛)，且在負(fù)物 質(zhì)中的鉛部件電解還原成多孔金屬鉛。
該處理最好在密度為大約1.10g/cm3的硫酸中進(jìn)行，但是也可以通 過更高密度的酸來制造。當(dāng)電極將在成形后漂洗和千燥，且然后與分 離器一起安裝在蓄電池上時，可以使用較低濃度。然后將形成干充電 蓄電池， 一旦足夠密度的酸已經(jīng)充裝至蓄電池的所有電池中，該蓄電 池就可以使用。在該充裝處理過程中可能產(chǎn)生特定發(fā)熱。
可以直接在蓄電池中在較低酸密度中進(jìn)行該成形，因此，未成形 的電極與分離器布置在一起，并以規(guī)定方式與蓄電池的極點連接。然 后，低密度的酸充裝至蓄電池中，并開始成形。當(dāng)成形完成時，由于 硫酸鹽在物質(zhì)中的自由沉降，因此剩余的酸的密度稍微高于初始密度。 不過，該酸密度不會高至足夠影響蓄電池性能和因此必須進(jìn)行酸的更 換。這在具有"溢出電解質(zhì)，，的蓄電池中相對簡單，但是在"缺乏電解質(zhì)" 的蓄電池中實際上不可能。
在后一種情況下，使用稱為"一次通過"的方法，它的意思是向未 成形的蓄電池提供具有這種密度和這種容積的酸，在成形結(jié)束時的酸 密度是蓄電池性能規(guī)定的酸密度。
該成形方法的缺點是，在成形之前供給的相對強酸與氧化物在強
發(fā)熱過程中反應(yīng)成硫酸鉛和水。因此形成的PbS04難以溶解。還有所
有的酸都反應(yīng)且電解質(zhì)將在成形開始時幾乎只包括水的危險。該成形
方法至今是形成AGM蓄電池(吸收玻璃纖維墊)的僅有方式，除非 并不制造干充電電極。
在成形過程中，活性材料進(jìn)行較大的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，該轉(zhuǎn)變不可控制， 是電極具有不希望特性的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于制造蓄電池的方法和裝置，其中將 避免背景技術(shù)中的問題。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過分別具有權(quán)利要求1和20的特征的方法 和裝置來實現(xiàn)。
通過對活性材料施加機械壓力，它們將在有限或(權(quán)利要求2) 基本恒定的容積內(nèi)成形。
已經(jīng)證明，通過本發(fā)明，可以在成形過程中控制活性材料，因此 限制不希望的容積變化，從而避免不希望的電極表面不規(guī)則，否則這 將對于不同類型的蓄電池產(chǎn)生問題，特別是在電極之間距離較小的蓄 電池中。
通過本發(fā)明避免了活性材料在成形過程中進(jìn)行的較大結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變產(chǎn) 生這種容積變化，否則該容積變化將導(dǎo)致不希望的電極表面不規(guī)則， 這將在不同類型的蓄電池中引起問題。對于雙極蓄電池的電極，通過 本發(fā)明避免或者至少減小了容積變化的危險，該容積變化將使得活性 材料從電極的大致平面中間壁斷開。
特別是，施加大約50kPa-250kPa的壓力，特別是大約 100kPa-200kPa的壓力，該值證明有良好的結(jié)果。
根據(jù)優(yōu)選實施例，所述機械壓力由增壓元件的平壓力表面來施加， 該增壓元件包含成形電解質(zhì)，該平壓力表面在壓力下與在各電極上的 活性材料的外表面接觸，從而保證在控制成形過程中能夠接近成形電 解質(zhì)。
根據(jù)另一優(yōu)選實施例，機械壓力通過中空增壓元件來施加，從而
能簡單施加和獲得合適量的成形電解質(zhì)。
優(yōu)選是，壓力通過中空增壓元件來施加，該中空增壓元件包括盤 形槽道元件，例如槽道塑料的盤，具有在側(cè)部的孔，該孔對著電極轉(zhuǎn) 向，因為這導(dǎo)致有效和經(jīng)濟的方法。
根據(jù)又一優(yōu)選實施例，所述機械壓力通過多孔增壓元件的平壓力 表面來施加，該增壓元件在它的孔中包含成形電解質(zhì)，在壓力下與在 各電極上的活性材料的外表面接觸，它使得在增壓過程中存在用于以 優(yōu)選方法成形所需的電解質(zhì)。優(yōu)選是，增壓元件的孔隙度為大約
45-90%。
特別優(yōu)選是，它是基本尺寸穩(wěn)定的多孔增壓元件。
根據(jù)一個實施例，成形電解質(zhì)在成形之前以這樣的濃度供給，從 而使得在成形后形成的電解質(zhì)濃度等于完成的蓄電池的電解質(zhì)的濃 度，該方法將簡化蓄電池的制造。
如果通過多個堆積電極和中間增壓元件來進(jìn)行成形，其中該堆受 到所述機械壓力，將獲得更合理的方法，因為多個電極能夠通過公共 裝置在很小容積內(nèi)同時在一個相同壓力下形成。因此，本發(fā)明特別用 于雙極蓄電池，其中，成形在多個雙極電極的堆上進(jìn)行，以便在電極 導(dǎo)電壁的各側(cè)上形成各電極正活性材料和負(fù)活性材料。對于包括鉛化 合物的活性材料和包括硫酸的電解質(zhì)，本發(fā)明特別優(yōu)選。
在用于制造蓄電池的本發(fā)明優(yōu)選方面，該蓄電池包括多個多孔和 成形電極，該成形電極具有電解質(zhì)，且在各對電極之間具有惰性分離 器、可能的纖維材料和電解質(zhì)，封入電極室中，電解質(zhì)在電極室封閉 之前供給各分離器。因此，可以以更好控制的方式來保證蓄電池提供 有正確量的正確濃度電解質(zhì)。否則很難這樣將酸充入雙極鉛蓄電池中， 即酸均勻在電池中，因為在正電極和相對負(fù)電極之間的距離通常較短。 該距離可能小至0.5-lmm，并可能整個充滿AGM分離器。
特別優(yōu)選是，電解質(zhì)在它與它的相應(yīng)電極對中的兩個電極接觸之 前(可能在布置于電極中的一個上之后)被供給分離器。
本發(fā)明可以在不漂洗和干燥的情況下將成形雙極電極裝配在蓄電
池上，否則這將很復(fù)雜，因為各電極除了中間壁還包括兩種不同的活 性材料，形成電極側(cè)部。本發(fā)明可以避免在蓄電池中產(chǎn)生的高發(fā)熱。
通過相應(yīng)裝置特征獲得相應(yīng)優(yōu)點。其它權(quán)利要求的進(jìn)一步的特征 和優(yōu)點將在后面介紹。


圖1顯示了本發(fā)明蓄電池的透視圖。
圖2顯示了蓄電池堆的剖視圖，該蓄電池堆的電極相互抵靠地定 位在一起，并形成密封表面。
圖3A顯示了蓄電池堆從上面看時的局部剖視圖，并包括增壓元件。
圖3B顯示了圖3A的增壓元件拆卸時的透視圖。 圖4顯示了用于增壓蓄電池堆的匣。
具體實施例方式
雙極蓄電池適合制造成多個電極堆的形式，通常為48V額定電壓， 但也已經(jīng)達(dá)到200V。
這意味著24個或者可達(dá)96個電極串聯(lián)連接。根據(jù)本發(fā)明制造的 蓄電池可以有這樣高等級的精度，該高精度要求可以實現(xiàn)，因為電極 以控制方式形成。
參考圖1，圖中顯示了雙極蓄電池的原理，該雙極蓄電池包括多 個雙極電極，該雙極電極并不通過外部連接件而相互連接，而是這樣 裝配在堆5中，即通過首先堆積具有電流收集器7的端部電極9，然 后是分離器ll、雙極電極IO、分離器ll等等，并終止于具有電流收 集器8的新端部電極9'(但是為相對極性)。各電極構(gòu)成有框架13， 這樣，當(dāng)它們在一起布置成堆時，它的側(cè)部將所有所需電解質(zhì)包圍在 一個雙極電極的正側(cè)和相鄰電極的負(fù)側(cè)之間。
在圖2中顯示了蓄電池1，該蓄電池1包括堆5，該堆通過拉伸桿 4而在壓力板7之間保持在一起。這里使用螺母負(fù)載彈簧2來在堆上 獲得增大的所需壓力。
在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3A中清楚所示，雙極電極10在
形成之前將以合適方式堆積。用于成形步驟的增壓元件12以與完全裝 配蓄電池的分離器不同的方式而合適構(gòu)成。當(dāng)成形只涉及第一充電和 可能的很少放電時(所謂處理)，這些增壓元件12并不需要與蓄電池 中的分離器一樣為柔性(彈性)或者為多孔。它們將相對壓力穩(wěn)定， 并將防酸。形成有與現(xiàn)有制造蓄電池相同的密封外殼并不可行，因為 在這種情況下分離器只有大約O.l-l.Omm。這時，在不會導(dǎo)致太高溫 度和形成強硫酸鹽的情況下不能添加足夠的酸容積。不過，在圖3A 的實施例中，增壓元件12設(shè)計成有用于接收足夠量電解質(zhì)的內(nèi)部容 積。例如，將使用包括兩個薄板的槽道元件，這兩個薄板分開，并通 過多個平行中間壁來連接。當(dāng)制造增壓元件12時，優(yōu)選是可以使用相 對剛性塑料材料的槽道塑料，例如聚碳酸酯。
由于成形最好在電解質(zhì)為低密度的情況下進(jìn)行，因此這些增壓元 件12的厚度將優(yōu)選是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在完全裝配蓄電池中使用的分離器的 厚度。通過選擇大容積電解質(zhì)(這將從更大厚度的增壓元件12而獲 得)，濃度不會由于在電極物質(zhì)中粘接的硫酸鹽量的自由沉降而受到較 大程度的影響。
不過，這可能是在更高酸濃度中進(jìn)行成形的原因，即使高至在成 形后的濃度達(dá)到與在裝配的蓄電池中的預(yù)計值相同的值，即所謂的"一 次"成形。因此，優(yōu)點是需要重新循環(huán)的電解質(zhì)容積更小。在這種情況 下，在成形開始時的電解質(zhì)濃度和容積用于在活性、未成形物質(zhì)中的 硫酸鹽內(nèi)容物。
增壓元件12接觸抵靠整個正電極表面和整個負(fù)電極表面，且在一 個實施例中構(gòu)成為使得密封表面直接或間接壓靠在保持電極10的框 架13上，以便產(chǎn)生用于電解質(zhì)的外殼。這可以在圖3A中在16處看 見。而且，增壓元件在側(cè)部翻轉(zhuǎn)抵靠提供有多個孔14的電極，這保證 電解質(zhì)可以很容易到達(dá)電極。在圖3B中的增壓元件12的邊緣部分包 括沒有孔的區(qū)域，它用作密封表面。
增壓元件的外側(cè)表面設(shè)計成這樣，即當(dāng)堆壓靠在一起時不會損害 活性材料。例如，如圖3A和B中所示，以薄屈服層形式的平衡層(例如AGM類型的玻璃纖維墊15)定位在增壓元件的各增壓側(cè)，以便構(gòu) 成壓力傳遞表面，這產(chǎn)生輕微的壓力傳遞效果，也有電解質(zhì)分配效果。 這也可以有利地用于多孔增壓元件(見下文)。
施加壓力可以在50kPa和250kPa之間，優(yōu)選是在100kPa和 200kPa之間。
增壓元件的厚度通常選擇為在5mm和25mm之間，優(yōu)選是在 10mm和20mm之間，且更低值用于所謂的"一次"成形。
增壓元件也可以為多孔，材料孔隙度在45%和90%之間。這只由 材料的材料強度來限制。在增壓元件的材料中的孔結(jié)構(gòu)甚至將有足夠 大的孔開口 ，以使允許成形電解質(zhì)與另 一濃度電解質(zhì)快速交換。
電極可以定位在已粘合的匣或保持器內(nèi)部，即當(dāng)正物質(zhì)和負(fù)物質(zhì) 分別施加在雙極中間壁上時。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，形成雙極電極， 它施加于正物質(zhì)和負(fù)物質(zhì)，該正物質(zhì)和負(fù)物質(zhì)將以優(yōu)選方式形成這些 電極，因此將一起進(jìn)行老化處理。而且，根據(jù)本發(fā)明，活性材料將在 成形過程中處于特定壓力下。仍然潮濕的電極將在特定壓力下置于匣 中，因此在成形過程中也總體保持該壓力。
圖4顯示了匣16，該匣16包括用于接收電極9、 10.....9'堆和
中間增壓元件12的空間。側(cè)部電流收集器將以7和8表示。支承板 17固定在匣的壁中的槽內(nèi)，這樣，多個彈簧18將合適力施加在壓力 板19上，這又將合適壓力施加在堆上。用于成形的酸在裝配后通過在 增壓元件中的開口 12'而添加至匣中。
不過，也可以首先使電極經(jīng)過老化處理(即氧化Pb,形成硫酸鉛 晶體和粘接物質(zhì))和干燥，以便獲得與上述相同的性能，然后將干電
極與增壓元件一起安裝。因此，施加的物質(zhì)可以在老化過程中例如通
過塑料膜來保護，以便不會相互粘接。
考慮到然后的順序成形在相同設(shè)備(匣或保持器)和在相同壓力 下進(jìn)行，因此必須構(gòu)成為不能存在電流泄漏。所有電極將在成形過程 中從一個電極的正側(cè)通向相對電極的最近負(fù)側(cè)。
用于老化和成形的裝置將合適地包括一個或多個可能的通風(fēng)裝
置。該通風(fēng)裝置可以在老化的第一部分中關(guān)閉，以便以后在干燥步驟 中打開。這可以例如在電路上簡單和自動布置。該通風(fēng)裝置還可以設(shè) 計成使它能夠在成形過程中用作氣體排出器，在任何情況下在成形步 驟結(jié)束時，將形成氫氣和氧氣。
在成形步驟后，蓄電池將最終裝配。在裝置中的電極一個接一個 地松開，增壓元件進(jìn)行洗滌和干燥，可以重新使用，電極以與在成形 之前的更早時期相同的方式進(jìn)行堆積。不過，它們由酸浸濕，且(特 別是負(fù)電極)需要保護以防止由空氣中的氧來氧化，或者至少一起布 置在所述堆中一分鐘或幾分鐘。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，插入蓄電池中的分離器將包含預(yù)定量的 酸，因此優(yōu)選是該量等于在工作的蓄電池中的分離器的孔容積的大約
80%-100% (可能有壓力負(fù)載的蓄電池堆)。在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，電解質(zhì)的 量等于所述孔容積的大約85%-95%。
由于分離器將在堆中的電極的重量作用下壓在一起，或者優(yōu)選是 在裝配后堆受到預(yù)定量的外部壓力，因此添加的酸部分從分離器壓出。 在這種情況下，在蓄電池中的分離器將完全充滿酸，在這些電池中將 不會開始氧氣重新化合，直到該酸容積的一部分由于氣體排出而消耗。
在優(yōu)選實施例中將一定容積的酸添加給各分離器，該酸適合在施 加于堆上的壓力作用下不會有任何量從分離器壓出。通過在運動時有 很小酸泄漏或者沒有酸泄漏，處理酸浸濕的分離器表示為相對沒有問 題。
本發(fā)明該部分的一個優(yōu)點是分離器能夠與充滿酸的電極一起裝配 至蓄電池中。因此，可以從成形處理直接進(jìn)入蓄電池的裝配，而不需 要漂洗和干燥，這節(jié)省了工作、對環(huán)境友好和經(jīng)濟。在優(yōu)選情況下， 添加給分離器的酸的密度(濃度)與在電極的孔系統(tǒng)中的相同，但是 可以根據(jù)如何進(jìn)行成形處理而更高或更低。
氧氣重新化合的意思是在充電過程中，當(dāng)電壓-溫度-電流足夠高 時，在正電極上形成氧氣。為了可以防止由于該副反應(yīng)引起的有害效 果，蓄電池提供有簡單類型的閥6 (圖2),該閥將防止電池內(nèi)的壓力
過高，但首先是使得形成的氧氣有擴散至負(fù)電極上的時間，在該負(fù)電 極處，它還原成水。
當(dāng)不能完成氧氣的該還原時，蓄電池的工作壽命將由于向環(huán)境損 失水而縮短，在具有分離器的雙極蓄電池堆中進(jìn)行該反應(yīng)的條件是分
離器并不完全充滿硫酸，而是能夠輸送氧氣。AGM分離器通常有大 約96%的孔隙度，但是為了進(jìn)行氧氣的重新化合，應(yīng)當(dāng)只使它的孔充 裝大約90%。通過在關(guān)閉電極室之前向分離器施加電解質(zhì)，可以以可 靠方式施加特定量的電解質(zhì)。通過減少在裝配蓄電池時進(jìn)行的步驟數(shù) 目而獲得還一制造技術(shù)優(yōu)點。因此，各雙極電極可以在有較大安全性 的情況下給予相同容積的酸和相同的酸密度，這在制造具有高蓄電池 電壓的蓄電池時特別重要。
本發(fā)明中的蓄電池首先應(yīng)用于具有AGM類型的分離器，即高孔 隙度和可壓縮類型。不過，本發(fā)明也可以用于不可壓縮的分離器。
主要包括微細(xì)玻璃棉的AGM分離器可以以不同方式增強，例如 通過有機纖維元件，并可以浸漬有硅凝膠(WO2004/021478Al)，但 是它們都有能夠相對于它自身容積包含大量電解質(zhì)的特性。
在裝配雙極蓄電池的優(yōu)選方法中，酸浸濕的電極水平定位，然后， 具有正確量的酸的分離器定位在最上側(cè)的電極上，然后，下一個電極 (單極或雙極)布置在分離器上。下一個分離器在該電極等上面布置成 堆。單極堆通常開始和終止于負(fù)電極，并有并聯(lián)連接的正電極和負(fù)電 極。然后，電極封裝壓在一起，可以通過預(yù)定壓力，或者壓成特定厚 度，且它置于蓄電池容器中。
作為自動制造的實例，分離器可以形成或切割成正確尺寸，并傳 遞給盤，該盤可在中心分離，并向前送至電極堆。最上側(cè)的電極優(yōu)選 是通過自身已知的方法一直保持在恒定高度。這時分離器例如通過噴 嘴而提供有一定量的特定密度酸，該噴嘴使得酸作為噴流或更大液滴 而均勻噴灑至分離器的表面上。
通常，也可以考慮供給電解質(zhì)的其它方法，例如將分離器浸入特 定量的電解質(zhì)中，或者以連續(xù)射流來提供電解質(zhì)。
當(dāng)盤到達(dá)堆中的最上側(cè)電極上面的正確位置時，盤分開，且充滿 的分離器下落就位。新的電極布置在堆上，對該堆的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)， 然后，向新的分離器供給酸，向前布置就位等。
作為一個替換的方法，電解質(zhì)可以在分離器定位在電極上面之后 和在布置下一個電極之前以與上述相同的方法供給分離器。
由于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的某些原因，蓄電池電解質(zhì)通常提供有
少量添加劑。對于鉛蓄電池的電解質(zhì)，可以添加例如石克酸無;f幾鹽、 Na2S04、 H3P04或其它化學(xué)化合物。當(dāng)這些添加劑還沒有包含在形成 的酸中時，它們可以包含在充裝至分離器中的酸內(nèi)。這時，所述添加 劑的濃度將稍微高于規(guī)定的濃度，以便使得蓄電池有這些添加劑的正 確濃度。
因為雙極電極的一側(cè)具有正材料，另一側(cè)具有負(fù)材料，因此這樣 的電極不能夠沒有困難地進(jìn)行干充電(即首先形成，然后干燥)，因為 兩側(cè)需要不同的干燥方法。
當(dāng)然可以設(shè)想電極的每一半分別處理成成形干燥狀態(tài)，然后例如 通過釬焊而結(jié)合。本發(fā)明也可以用于這樣的電極。
本發(fā)明主要用于具有雙極電極的鉛蓄電池，不過本發(fā)明并不局限 于這樣的蓄電池，而是可以用于其它類型的鉛蓄電池，或者甚至包括 一個或多個成形步驟的其它類型的蓄電池。
權(quán)利要求
1.一種用于制造具有多個電極的蓄電池的方法，其中該方法包括在各電極上形成未成形活性材料的步驟，其特征在于還包括以下步驟電極和因此初始未成形活性材料在成形步驟中保持在機械壓力下，以便限制活性材料在該步驟中的容積變化；以及電極在成形步驟后進(jìn)行裝配，以便完成蓄電池。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于機械壓力施加成這 樣，即活性材料形成于基本恒定容積中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于施加大約 50-250kPa，特別是大約100-200kPa的機械壓力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的方法，其特征在于所述機械 壓力由增壓元件的平壓力表面來施加，該增壓元件包含成形電解質(zhì)， 該平壓力表面在壓力下與在各電極上的活性材料的外表面接觸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一個所述的方法，其特征在于機械 壓力通過中空增壓元件來施加。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于壓力通過中空增壓 元件來施加，該中空增壓元件包括盤形槽道元件，例如槽道塑料的盤， 具有在側(cè)部的孔，該孔對著電極轉(zhuǎn)向。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l-4中任意一個所述的方法，其特征在于機械 壓力通過多孔增壓元件來施加，該增壓元件在它的孔中包含成形電解 質(zhì)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于機械壓力通過孔隙 度為大約45-90%的增壓元件來施加。
9. 根據(jù)前述任意一個權(quán)利要求所述的方法，其特征在于成形電 解質(zhì)在成形之前以這樣的濃度供給，從而使得在成形后形成的電解質(zhì) 濃度對應(yīng)于完成的蓄電池的電解質(zhì)的濃度。
10. 根據(jù)前述任意一個權(quán)利要求所述的方法，其特征在于通過多個布置成堆的電極和中間增壓元件來進(jìn)行成形，其中該堆受到所述 才幾械壓力。
11. 根據(jù)前述任意一個權(quán)利要求所述的方法，其中，所述蓄電池為雙極蓄電池，其特征在于成形在多個雙極電極的堆上進(jìn)行，以便 在電極導(dǎo)電壁的每一側(cè)上形成各電極正活性材料和負(fù)活性材料。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于還形成正的和負(fù) 的端部電極。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于活性材料 包括鉛的化合物，電解質(zhì)包括硫酸。
14. 根據(jù)前述任意一個權(quán)利要求所述的方法，用于制造蓄電池， 該蓄電池包括多個多孔和成形電極，該電極有電解質(zhì)，且在各對電極 之間具有惰性纖維材料的分離器、電解質(zhì)封入電極室中，其特征在于 電解質(zhì)在它與它的相應(yīng)電極對接觸和電極室封閉之前供給各分離器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于分離器形成并供 給有預(yù)定量的酸，向前送至形成電極的堆，并定位在堆中的最上側(cè)電 極上，然后，另一電極定位在分離器上，且重復(fù)上面的步驟合適次數(shù)， 直到獲得具有合適性能的蓄電池。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其特征在于電解質(zhì)供 給AGM分離器。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14-16中任意一個所述的方法，其特征在于 多個電極和中間分離器的堆增壓至大約50-250kPa之間，最優(yōu)選是在 大約100-200kPa之間。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14-17中任意一個所述的方法，其特征在于 電解質(zhì)在分離器定位在所述電極對中的一個電極上之后進(jìn)行供給，然 后，在電極對中的第二電極定位在該分離器上。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14-18中任意一個所述的方法，其特征在于 分離器供給有相同酸形式的電解質(zhì)，該電解質(zhì)存在于電極中，且密度 適合工作的蓄電池的最終酸密度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于分離器供給有包含無機鹽添加劑的電解質(zhì)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求14-20中任意一個所述的方法，其特征在于 電解質(zhì)以這樣的量供給分離器，即分離器的孔容積充滿至蓄電池的工 作狀態(tài)時的計算值的大約80%和100%之間。
22. 根據(jù)權(quán)利要求14-21中任意一個所述的方法，其特征在于 電解質(zhì)以這樣的量供給分離器，即分離器的孔容積充滿至蓄電池的工 作狀態(tài)時的計算值的大約85%和95%之間。
23. —種用于制造具有多個電極的蓄電池的裝置，各電極形成有 活性材料，其特征在于所述裝置包括用于接收未成形電極的保持器；以及 用于在成形步驟過程中使電極和由此的初始未成形活性材料保持 在壓力下，以便在該步驟過程中限制活性材料的容積變化的部件。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于所述部件適用于 施加機械壓力，這樣，活性材料形成于基本恒定容積內(nèi)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的裝置，其特征在于所述部件 包括具有平增壓表面的增壓元件，該增壓元件布置為包含成形電解質(zhì)， 該增壓表面用于在各電極的活性材料的外表面上施加機械壓力。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于增壓元件基本尺 寸穩(wěn)定。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的裝置，其特征在于增壓元件 為中空。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于增壓元件在它的 用于與電極接觸的側(cè)部上具有孔。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的裝置，其特征在于增壓元件 的孔隙度為大約45%-90%。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23-29中任意一個所述的裝置，其特征在于 增壓元件在它的增壓表面上具有校平層。
31. 根據(jù)權(quán)利要求23-30中任意一個所述的裝置，其特征在于 還有用于使得布置成堆的多個電極與中間增壓元件一起進(jìn)行成形的部件以及用于使得該堆受到所述機械壓力的部件。
32. 根據(jù)權(quán)利要求23-31中任意一個所述的裝置，其特征在于 還有用于形成分離器的部件，該部件向分離器供給預(yù)定量的酸，使它 水平運動至成形電極的堆，并將它定位在堆中的最上側(cè)電極上，并重 復(fù)該步驟。
33. —種蓄電池，包括電解質(zhì)和電極，該電極有活性材料，由于 被保持在機械壓力下，所述電極在裝配時活性材料的容積變化有限， 該機械壓力在成形步驟中限制保持器內(nèi)部的容積變化。
全文摘要
一種用于制造具有多個電極的蓄電池的方法和裝置，其中，該方法包括在各電極上形成未成形活性材料的步驟。本發(fā)明的區(qū)別特征在于電極和由此的初始未成形活性材料都在成形步驟過程中被保持在機械壓力下，以便限制活性材料在該步驟過程中的容積變化。本發(fā)明還涉及一種蓄電池。
文檔編號H01M10/18GK101341611SQ200680048397
公開日2009年1月7日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者B·哈拉爾德森, O·尼爾松 申請人:Eff能源股份公司